低合金高强度钢因具有良好的强韧性而得到大量的应用,但由于高强钢对氢有较高的敏感性,致使氢致断裂成为这种钢在服役过程中主要失效形式之一。一般认为,随着高强钢强度的提高,其氢脆敏感性就会增强。本文主要以35Cr Mo高强钢为研究对象,设计不同曲率半径V型缺口试样进行5MPa高压气体环境下慢应变速率拉伸试验,对比其在高压氢环境和氮气环境下的力学性能,并采用扫描电镜（SEM）对试样断口进行分析;同时利用ABAQUS有限元软件结合应力诱导氢扩散理论模拟不同曲率半径缺口模型在拉应力下的氢扩散,再结合氢扩散模拟结果,应用有限元内聚力模型进行35Cr Mo高强钢的氢致裂纹扩展与断裂模拟。本文主要完成的成果有:（1）对比5MPa高压氢环境和氮气环境下慢应变速率拉伸实验结果,发现不同曲率半径缺口试样在氢环境下强度都有所降低,且试样完全断裂所需时间都比在氮气环境下要短;不同曲率半径缺口试样的应力集中系数差异较大,比较它们在氢环境下的位移-载荷曲线和断口SEM,发现应力集中较大的材料脆性表现明显,较小的表现较弱,间接说明应力能诱导氢扩散。（2）建立了基于应力诱导氢扩散理论的顺序耦合分析模型,研究氢在应力作用下的分布规律。通过应力模拟发现不同曲率半径缺口试样都出现了不同程度的应力集中现象,且随着缺口增大,应力集中显著降低。在相应的假设条件下,通过建立顺序耦合分析模型模拟不同曲率半径缺口下的应力诱导氢扩散,发现四种曲率半径缺口试样其静水应力分布和氢浓度分布基本一致,即在缺口应力集中附近氢富集比较多,远离缺口处氢浓度分布较少。对比不同曲率半径缺口模拟结果可知,应力集中越大的缺口其氢富集就越多,应力集中较小的缺口氢富集就较少。根据模型求得在有应力情况下,缺口尖端稳态氢浓度分布与静水应力分布具有一一对应关系,与应力诱导氢扩散理论分析结果一致。（3）建立了内嵌内聚力单元不同曲率半径缺口的裂纹扩展与断裂分析模型,研究35Cr Mo高强钢的氢致断裂。在恒位移下,内嵌内聚力单元的不同曲率半径缺口模型随时间推移,先是单元损伤即耗散能逐渐增加达到一定程度（内能达到最大）单元失效断裂,也就是裂纹萌生,随后开始裂纹扩展,但是裂纹扩展的过程内能是逐渐减小的,这使在同样应力下裂纹扩展更容易,最后耗散能达到最大时,整个模型完全断裂。通过对比不同曲率半径缺口模型中内聚力单元内能、耗散能以及外力做功,发现氢环境下应力集中较大的缺口断裂时间相对较短。利用ABAQUS有限元软件中内嵌内聚力模型模拟高强钢氢致断裂,模拟结果和实验结果吻合较好,同时也验证了高强钢在氢环境下断裂主要是氢降低键合力起主导作用。